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摘 要

回转支承作为风力发电机的核心部件，它的工作环境十分差，主要受到温差过大、雨水天气和风力方向与大小变化大等因素的影响，所以对性能要求非常高。因此，研究出完善的回转支承检测技术，设计出优秀的大型风电回转支承试验台，特别是回转支承试验台驱动器，对于国内回转支承技术的发展与提升有着巨大的作用。

本文根据所需试验回转支承的几何尺寸，进行试验台驱动器的结构设计并校核。根据被试件承载能力确定扭矩大小，选取合适的减速比，设计与回转支承的配对齿轮，再根据低速大扭矩的要求选取减速液压马达的型号，完成驱动器的整体框架结构设计。

关键词：回转支承 配对齿轮 低速大扭矩 减速器

Rotary supporting test bench for wind power：Structure design and check

Abstract

Slewing bearing as the core component of the wind turbine, its working environment is very poor, mainly by temperature difference is too large, rain weather and wind direction and size of the change and factors of influence, so the performance requirements is very high. Therefore, the research on the improvement of slewing bearing detection technology, design good large-scale wind power slewing bearing test rig, especially the slewing bearing test rig actuator, for the development and improvement of the technology of domestic slewing bearings has a great role.

In this article, the structure of the test bench is designed and checked according to the geometric size of the rotary support. According to the tested bearing capacity to determine the size of the torque, select the appropriate reduction ratio, design and slewing bearing the mating gear, based on low-speed high torque requirements selected design of reducer and hydraulic motor, drive up the overall frame structure design.

Keywords: slewing bearing,matched gear,low speed and high torque,retarder

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 回转支承的简介 1

1.2回转支承的研究现状 1

1.2.1 国外的研究现状 1

1.2.2 国内的研究现状 2

1.3 回转支承试验台驱动器设计的目的和意义 2

1.4 研究技术和科学方法 3

第二章 回转支承试验台驱动器的设计方案分析 4

2.1设计要求 4

2.1.1 试验台驱动器简述 4

2.1.2试验台加载要求 5

2.1.3 功能分析 6

2.2 配对齿轮的设计参数 7

2.2.1 压力角的选择 7

2.2.2 小齿轮齿数的选择 7

2.2.3 齿轮精度的选择 7

2.3 减速器的设计选择 8

2.3.1 减速器的种类 8

2.3.2 各种类减速器的特点 9

2.4 液压马达的选择 10

2.4.1 液压马达传动相比其他传动的优缺点 10

2.4.2 液压马达的分类 12

2.4.3 液压马达的选用原则 12

第三章 试验台驱动器的元件选型与校核 14

3.1 回转支承摩擦阻力矩的计算 14

3.1.1 回转支承摩擦阻力矩的估算 14

3.1.2 结果分析 14

3.2 驱动参数的确定 15

3.2.1 摩擦力矩的计算 15

3.2.2 旋转速度计算 15

3.2.3 驱动器选型及相关参数计算 16

3.3 传动齿轮的设计与校核 16

3.3.1 传动齿轮的参数设计 16

3.3.2 传动齿轮的参数计算 16

3.3.3 传动齿轮的校核 18

第四章 驱动器的总体结构分析 24

4.1 总装图和部件装配图的设计概述 24

4.2 驱动器装配图的具体介绍 24

参考文献 27

致谢 29

第一章 引言

1.1 回转支承的简介

因为回转支承在风力发电机的偏航系统和变桨系统中经常使用，所以是风力发电机的重要元件之一。作为偏航轴承时起到连接机组和塔筒的作用，作为变桨轴承时又起到连接叶片和轮毂的作用。作为风电回转支承，因为本身体积过大并且拆装起来过于复杂和困难等原因，所以不容易维修，而且回转支承一旦出现什么毛病，就会使风力发电机的工作性能受到严重的后果，甚至会让风力发电机停止工作。所以对回转支承的性能要求就很高，要求它的可靠性高，而且寿命要长，最起码要符合风力发电机的20年使用年限。

回转支承作为一种机械基础件，由两个套圈、一组滚动体和保持架构成，它包含的零件有很多：外套、内套、滚动体、密封装置和润滑装置等等。根据不同的使用情况和不同的设计结构，回转支承也就有着不同的工作方式，基本的工作方式有两种，第一种是内圈用作固定和支撑，外圈进行旋转；第二种是外圈用作固定和支撑，内圈进行旋转。与轴承(深沟球轴承、滚柱轴承）的工作方式和工作原理相像，其原理很简单：将物体移动的方式由滑动变作滚动，可以大大的减小运动时产生的摩擦阻力。

1.2回转支承的研究现状

1.2.1 国外的研究现状

如今，在回转支承的设计与制造这一方面，国外有着许多在这方面表现优秀的公司，它们作为从回转支承发展早期就开始接触的公司，一直在这方面占到领先地位。，有着更全面的设计理论，而且制造技术也是更为先进。例如法国的Roflix、 RKS公司，英国的TAPEREX公司，德国的ROTHEERDE公司和FAG公司，还有日本的不二越、 NsK、 KoYO公司等。

国外许多学者也一直致力于回转支承受载分析及系统仿真方面的研究。Jose Ignacio Amasorrain 等多位学者对各类型回转支承的受载分析作了深入的研究，但并没有开发出相应的计算仿真系统；还利用Pro/E 进行二次开发，解决了回转支承的自动化三维建模的问题，但是并未涉及载荷的分析。此外，卢比尔雅那大学 Prebil 等开发出了功能比较完善的回转支承计算仿真系统，包含工程图的绘制、三维参数化建模以及计算分析功能，但是没有在工程应用中推广。

1.2.2 国内的研究现状

在我国，回转支承也已经发展的将近五十年，相比较一开始完全需要从国外进口的困境，如今我们的制造技术已经有了飞速的进步，已经可以承担独自进行设计、制造以及综合研发各类回转支承的重任。主要的生产企业有山东宏泰机械科技股份有限公司、洛阳隆达轴承有限公司等，但是相比较于国外的一些回转支承专业设计制造公司，还有很大的提升空间，尤其是在制造技术和设计能力这两个方面。制造相同要求的回转支承，国内制造的就要比国外制造的重上一半，又或者使用材料性能更好、成本更高的材料来生产，以达到一样的承载能力。

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